Двигатели стирлинга

АНАЛИЗ ИДЕАЛЬНОГО ЦИКЛА ПРИ ПРЕРЫВИСТОМ ДВИЖЕНИИ ПОРШНЯ

Анализы такого типа были подробно описаны в гл. 2. Их результаты нельзя использовать для расчета рабочих характе­ристик или для определения параметров рабочих процессов в двигателе. Однако они позволяют выявить критерии работы, с которыми можно сравнивать характеристики реальных двига­телей. Кроме того, они определяют максимально достижимые характеристики. Это само по себе очень полезно, поскольку, если выбранные рабочие параметры не обеспечивают приемлемых выходных характеристик даже в идеальном случае, нет смысла продолжать поиск в том же направлении. Из всех анализов идеальных циклов наиболее полезным для расчета рабочих ха­рактеристик или выбора подходящих параметров конструкции является анализ псевдоцикла. Имеется много возражений про­тив понятия псевдоцикла, и, как указано в гл. 2, эти возраже­ния не лишены оснований. Тем не менее результаты расчета, проведенного с использованием модели псевдоцикла, достаточно точно коррелируют с эмпирическими данными, и многие из рас­четных закономерностей изменения рабочих характеристик со­гласуются с наблюдаемыми на практике. Следовательно, хотя концепцию псевдоцикла и нельзя считать строго обоснованной, все же нельзя отрицать ее пользы.

Применяя диаграммы типа представленной на рис. 2.5, мож­но либо найти максимальный индикаторный КПД системы при заданном отношении температур, либо, наоборот, при требуе­мом значении КПД получить представление о нужном отноше­нии температур. В обоих случаях нужна величина эффективно­сти регенератора, которая заранее не известна. Для грамотно сконструированного двигателя наименьшая допустимая величи­на составляет 0,9, и именно это значение можно использовать в расчетах. Максимальный КПД достигается при одном значе­нии параметра степени сжатия Г:

Г = (1+я1>)/(1+6) (3.14)

И, поскольку Г является известной функцией степени сжатия Rv И показателя адиабаты у, для выбранного рабочего тела можно найти желательную степень сжатия.

Однако, хотя идеальные циклы весьма полезны, трудно представить себе, что одна р—^-диаграмма может описать все рабочие состояния газа в двигателе. На самом деле каждая часть газового объема будет иметь, по-видимому, свою р—V - диаграмму. Кроме того, нужно учитывать влияние движения поршня. Это не так уж трудно, как может показаться на пер­вый взгляд, поскольку почти для всех механизмов привода, за исключением дезаксиальных кривошипных механизмов, приме­ром которых служит ромбический привод, можно предполагать, что движение поршня происходит по синусоидальному закону.